JPS63180897A

JPS63180897A - 原子力発電所の排熱暖房設備

Info

Publication number: JPS63180897A
Application number: JP62011422A
Authority: JP
Inventors: 俊一芳賀
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Priority date: 1987-01-22
Filing date: 1987-01-22
Publication date: 1988-07-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は原子炉冷却材浄化系の排熱を利用して原子力発
電所内の暖房を行なう原子ノコ発電所の排熱暖房設備に
係り、特に、原子炉停止時において、省エネルギと設備
コニｉ、１−の低減とを図ることができる原子力発電所
の排熱暖房設備に関する。

（従来の技術）一般に、原子力発電所には所内の暖房のために排熱暖房
設備が設けられており、これは原子炉冷却材浄化系の排
熱によって加温された高温水を暖房器に供給して暖房す
るようになっている。

また、排熱暖房設備には原子炉停止時にも所内の暖房を
行なうことができるように所内ボイラで発生する蒸気を
暖房器に温水供給ができるようにバックアップ熱交換器
が備えられている。

上記所内ボイラはオフガス処理系、放射性廃棄物処理系
、タービン系などに原子炉蒸気とは独立した清浄な所内
熱気を供給するために設けられている。

この所内ボイラで発生した蒸気は各々の蒸気使用負荷に
よって使用され、ここで、凝縮された凝縮水は再び所内
ボイラに戻されるが、バックアップ熱交換器に供給され
た蒸気も同様に凝縮水となって所内ボイラに戻される。

このような従来の原子力発電所の排熱暖房設備は第２図
に示すように構成され、原子炉冷却材浄化系の熱交換器
１の与熱側には図示しない原子炉からの高温炉水が案内
される原子炉水管２が接続される一方、その受熱側には
冷却水管３が接続されている。

冷却水管３は、ざらに２台のＡ、８所内温水系熱交換器
４Ａ、４Ｂの各与熱側にそれぞれ直列に接続され、これ
らＡ、Ｂ所内温水系熱交換器４Ａ。

４Ｂの各受熱側はループ状のループ管５を介して２台の
Ｃ９Ｄ所内温水系熱交換器４Ｇ、４Ｄの与熱側にそれぞ
れ接続され、ループ管５のＡ、Ｃ所内温水系熱交換器４
Ａ、４Ｃ相互間の途中には温水供給管６を介して複数台
の暖房器７が接続され、これら各暖房器７からの戻り温
水は、温水ポンプ８を介装した温水戻り管９に案内され
て、ループ管５へ戻されるようになっている。

また、温水戻り管９と温水供給管６の各途中相互を接続
する連絡管１０にはバックアップ熱交換器１１の受熱側
が介装され、その与熱側は第３図で示す蒸気系からの蒸
気を貫流させるようになっており、原子炉が停止してい
る場合に、このバックアップ熱交換器１１より各暖房器
７，７．７へ温水を供給するように構成されている。

次に、このような従来の排熱暖房設備の作用を原子炉の
運転時と停止時の場合について説明する。

まず、原子炉運転時の場合は原子炉冷却材循環系の熱交
換器１により、原子炉水管２から供給される高温の原子
炉水と熱交換されて高温に昇温した温水は、冷却水管３
を通ってＡ、Ｂ所内温水系熱交換器４Ａ、４Ｂの与熱側
へ与えられ、その受熱側を通水する被加温水を加温して
、高温水として各暖房器７，７．７へ与えられ、暖房す
る。これら暖房器７，７．７からの温水は温水戻り管９
へ排水され、温水ポンプ８により昇圧されてからループ
管５へ戻され、再び、Ａ−Ｄ所内温水系熱交換器４Ａ〜
４Ｄの受熱側へ戻されて高温に加温され、再び各暖房器
７，７．７へ繰り返し供給される。

各暖房器７，７．７へ供給される温水温度の調節は温水
供給管６に設置した温度検出器１２により供給温水の温
度を検出し、温度調節器１３により温水温度調節弁１４
ａの開度を調節することにより、Ａ〜Ｄ所内温水系熱交
換器４Ａ〜４Ｄで熱交換される温水流量と、連絡管１０
を流れる温水流量とがそれぞれ調節される。

次に、原子炉停止時は原子炉冷却材浄化系からの排熱が
得られないので、弁１５．１６を開としバックアップ熱
交換器１１を運転する。

すなわち、バックアップ熱交換器１１の与熱側には蒸気
供給管１７から第３図で示す所内ボイラ３０の所内蒸気
が供給され、その後、この所内蒸気はトラップ１８を経
て凝縮水となる。

バックアップ熱交換器１１を運転中の温水温度調節は、
上記原子炉運転中の場合とほぼ同様であり、温水供給管
６に設置した温水温度検出器１２により供給温水の温度
を検出し、温度調節器１３により蒸気温度調節弁１４ｂ
の開度を調節して、バックアップ熱交換器１１に供給さ
れる蒸気量を調節して行なわれる。

次に、バックアップ熱交換器１１に蒸気を供給する従来
の所内蒸気系について第３図で説明する。

第３図に示すように、所内ボイラ３０には、複数の所内
負荷３１．３１，３１、トラップ３２、フラッシュタン
ク３３、コンデンサ３４、凝縮水ポンプ３５、給水タン
ク３６およびボイラ給水ポンプ３７が順次配管で接続さ
れている。

所内ボイラ３０で発生した蒸気は、蒸気供給管３８．３
９により所内蒸気を使用する複数の所内負荷３１に供給
され、原子炉停止中には所内ボイラ３０の蒸気がバック
アップ熱交換器１１に与えられる。

各所内負荷３１で冷却されて凝縮した凝縮水は、ｌ・ラ
ップ３２により、凝縮水のみが排出され、凝縮水回収管
４０によってフラッシュタンク３３に回収される。

また、バックアップ熱交換器１１のトラップ１８で凝縮
された凝縮水についても凝縮水回収管４０によってフラ
ッシュタンク３３に回収される。

フラッシュタンク３３に回収された凝縮水は、凝縮水移
送管４１を紅で、凝縮水ポンプ３５、ボイラ給水タンク
３６、ボイラ給水ポンプ３７により所内ボイラ３０に戻
される。

また、フラッシュタンク３３に回収される凝縮水は所定
の圧力をもった加圧凝縮水であるので、これらの加圧凝
縮水がフラッシュタンク３３内で大気開放されると凝縮
水はフラッシュし、凝縮水の一部が再び蒸気となる。

このフラッシュタンク３３内で再び蒸気化したフラッシ
ュ蒸気を凝縮させるために、フラッシュタンク３３は、
コンデンサ３４とフラッシュ蒸気管４２および凝縮水戻
り管４３によって接続されている。

すなわち、フラッシュタンク３３内で蒸気化したフラッ
シュ蒸気はフラッシュ蒸気管４２でコンデンサ３４に導
入され、コンデシリ−３４内で、冷却水管４４．４５を
流れる冷却水により冷却されることにより潜熱を放出し
、再び凝縮水となる。

この再凝縮した凝縮水は、凝縮水戻り管４３を通って再
びフラッシュタンク３３に回収される。

しかしながら、原子炉停止時に運転されるバックアップ
熱交換器１１の１台よりフラッシュタンク３３へ放出さ
れる加圧凝縮水Ｒ）が、他の所内負荷３１，３１．３１
よりフラッシュタンク３３へ放出され加圧凝縮水量の合
計量にほぼ匹敵するように増大する場合がある。

このように、バックアップ熱交換器１１より排水される
加圧凝縮水量が多い場合には、コンデンサ３４で放出さ
れる潜熱聞もそれだけ置くなり、例えばコンデンサ３４
で放出される潜熱路は、バックアップ熱交換器１１で熱
交換される交換熱量の１／３にも達することがある。

したがって、バックアップ熱交換器１１を運転して暖房
を行なうと、必要熱量の１／３に匹敵する熱量を外部へ
放出することとなり、熱量を浪費することとなる。

また、原子炉停止中には専らバックアップ熱交換器１１
が運転され、その間、所内温水系熱交換器４Ａ〜４Ｄは
全く使用されない。

さらに、所内温水系熱交換器４Ａ〜４Ｄは、上記したよ
うに高温冷却水と暖房用温水との熱交換であり、温度差
が少ないことから、必要伝熱面積を大きくとる必要があ
るために、第２図に示すように、４台４Ａ〜４Ｄに分け
ることにより必要伝熱面積を得ている。

これに対し、バックアップ熱交換器１１は、蒸気と温水
との熱交換であって、しかも、蒸気のエンタルごと温水
のエンタルピに大きな差があり、必要な熱量は蒸気潜熱
で得ていることから、伝熱面積は各所内温水系熱交換器
４Ａ〜４Ｄの約１／８で必要な熱量を交換するとができ
る。

したがって、原子炉停止中に所内温水系熱交換器４Ａ〜
４Ｄを使用しないということは設備利用率の点からも無
駄が多いことを示している。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように従来の排熱暖房設備では、原子炉停止時
に運転されるバックアップ熱交換器１１より多量の加圧
凝縮水がフラッシュタンク３３へ放出され、そのために
、多量の熱量がコンデンサ３４で無駄に放出されるとい
う問題点がある。

また、所内温水系熱交換器４Ａ〜４Ｄとは別個にバック
アップ熱交換器１１を設置しているが、原子力発電所の
暖房運転詩には必ずいずれか一方が休止しているという
問題点がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであ
り、設備利用率の向上と、省エネルギとを図ることがで
きる原子力発電所の排熱暖房設備を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するだめの手段）本発明は、原子力発電所の排熱暖房設備の少なくとも１
台の所内温水系熱交換器を、原子炉停止時および停止時
の両者で運転し、従来のバックアップ熱交換器を削除す
ると共に、フラッシュタンクの加圧凝縮水を放熱させる
コンデンサの排熱により、暖房器からの戻り温水を予熱
しようとするものであり、次のように構成される。

原子力発電所内の暖房器へ給水される温水を原子炉浄化
系からの排熱により加温する所内温度系熱交換器を複数
台設ける原子力発電所の排熱暖房設備において、原子炉
停止時に上記複数台の所内温度系熱交換器のうち、少な
くとも１台のものの与熱側に、所内ボイラからの蒸気を
供給させる一方、この与熱側を貫流した蒸気をフラッシ
ュタンクへ放出させ、このフラッシュタンクからのフラ
ッシュ蒸気をコンデンサの与熱側に貫流させ、その受熱
側を貫流する上記暖房器からの戻り温水を予熱させて上
記所内温水系熱交換器の受熱側に供給させることを特徴
とする。

（作用）原子炉停止時には所内ボイラから所内温水系熱交換器の
少なくとも１台のものの与熱側に蒸気が供給され、この
温水系熱交換器の受熱側を貫流する冷却水を高温水に加
熱して、この高温水が暖房器に供給される一方、ぞの与
熱側を貫流した蒸気は加圧凝縮水と共にフラッシュタン
クへ排出される。

このフラッシュタンクで大気開放された加圧凝縮水は再
び蒸気化し、フラッシュ蒸気となってコンデンサの与熱
側を貫流し、その受熱側を貫流する暖房器からの戻り温
水を予熱してから再びフラッシュタンクへ還流される。

］ンデンサで予熱された戻り温水は上記所内温水系熱交
換器の受熱側へ給水されて再び加熱されて、暖房器へ供
給される。これの繰り返しにより原子力発電所内の暖房
が行なわれる。

したがって、本発明によれば、原子炉停止時には複数台
の所内温水系熱交換器のうち、少なくとも１台が運転さ
れるので、排熱暖房設備の設備利用率の向上を図ること
ができ、しかも、従来のバックアップ熱交換器を削除す
ることができる。

また、コンデンサのυ１熱により暖房器からの戻り温水
が予熱されるので、省エネルギを図ることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて説明する。

なお、第１図中、第２図および第３図と共通する部分に
は同一符号を付して、その重複した説明は省略する。

第１図は本発明の一実施例の全体構成を示す系統図であ
り、図において、Ｃ所内温水系熱交換器４Ｃの与熱側蒸
気人口４Ｃａに接続されたループ管５の蒸気人口端部５
ａには、所内ボイラ３０の蒸気出口に接続されて蒸気人
口弁５０を介装した蒸気供給管３９の一端が接続され、
原子炉停止時に所内ボイラ３０より蒸気がＣ所内温水系
熱交換器４Ｃの与熱側へ供給される。

また、Ｃ所内温水系熱交換器４Ｃの与熱側蒸気出口４Ｃ
ｂに接続されたループ管５の蒸気出口端部５ｂはベント
管５１を介してフラッシュタンク３３の放出口に連絡さ
れ、Ｃ所内温水系熱交換器４Ｃの与熱側を貫流した蒸気
がフラッシュタンク３３に放出される。ペン１〜管５１
には蒸気出目弁５２とトラップ管５３が介装されている
。

そして、暖房器７からの戻り温水を案内する温水戻り管
９の途中には、温水ポンプ８の下流側にて温水戻り分岐
管５４の一端が接続され、この温水戻り分岐管５４の他
端はコンデンサ３４の受熱側を介装してから、Ｃ所内温
水系熱交換器４Ｃの受熱側水入口４Ｃｃに接続されたル
ープ管５の水入口端部５Ｇに接続されている。

したがって、暖房器７からの戻り温水はコンデンサ３４
の受熱側で予熱されてから、Ｃ所内温水系熱交換器４Ｃ
の受熱側へ給水される。

なお、第１図中符号５５〜６３は開閉弁である。

次に、本実施例の作用を冬期暖房運転について説明する
。

まず、原子炉運転時には原子炉冷却材浄化系からの排熱
を利用するために、各開閉弁５５，５７゜５８．５９．
６２．６３をそれぞれ開放する一方、所内ボイラ３０か
らの蒸気の導入を阻止するために蒸気人口弁５０Ｊ５よ
び蒸気出口弁５２、各開閉弁５６，６０．６１をそれぞ
れ閉じる。

このために、図示しない運転中の原子炉からの炉水が原
子炉水管２により案内されて原子炉冷却材浄化系の熱交
換器１の与熱側を貫流して、その受熱側を貫流する冷却
水管３からの冷却水を高温水に加熱する。

この高温水はさらに、Ａ、Ｂ所内温水系熱交換器４Ａ、
４Ｂの与熱側をそれぞれ貫流し、これらの受熱側をそれ
ぞれ貫流する暖房器７からの戻り温水をそれぞれ加熱し
て高温水に昇温させ、これをループ管５の下流側および
温水供給管６を通して各暖房器７へ供給し、所内暖房を
行なう。

各暖房器７への高温水の供給量は温水温度を検出する温
度検出器１２の検出値に基づいて温水温度調節弁１４ａ
の開度を制御する温度調節器１３により制御される。

また、各暖房器７へ供給された高温水が各暖房器７にて
暖房する一方で降温すると、戻り温水として温水戻り管
９に排水され、温水ポンプ８により昇圧されて、再びル
ープ管５の上流側へ戻され、Ａ、Ｂ所内温水系熱交換器
４Ａ、４Ｂの受熱側と、Ｃ，Ｃ所内温水系熱交換器４Ｃ
，４Ｄの与熱側とにそれぞれ分流される。

したがって、戻り温水はＡ、Ｂ所内温水系熱交換器４．
Ａ、４．Ｂで与熱側を貫流する高温水により加熱される
一方で、Ｃ，Ｃ所内温水系熱交換器４Ｃ，４０ではその
受熱側を貫流する冷却水を高温水に加熱し、これら熱交
換器４Δ〜４Ｄの受熱側からの高温水はループ管５の下
流側で合流してから温水供給管６を介して再び暖房器７
へ供給される。以後、これの繰り返しにより所内暖房運
転が行なわれる。

一方、原子炉停止面には原子炉冷却材浄化系からの排熱
を利用することがてきないから、各開閉弁５５．５７，
５８，５９，６２．６３を閉じると共に、所内ボイラ３
０からの蒸気を導入するためにＣ所内温水系熱交換器４
Ｃの蒸気人口弁５゜および蒸気出目弁５１、各開閉弁５
６．６０．６１をそれぞれ開放する。

このために、Ｃ所内温水系熱交換器４Ｃの与熱側４とル
ープ管５との連通が閉塞されると共に、その受熱側への
冷却水の供給が停止され、コンデンサ３４の受熱側への
冷却水の供給が停止されるる。

また、開放された蒸気人口弁５０および蒸気出口弁５２
により所内ボイラ３０からの蒸気が蒸気供給管３８．３
９を通ってＣ所内温水系熱交換器４Ｃの与熱側に貫流さ
れ、その際に、その受熱側を貫流する戻り温水を高温に
昇温させ、この高温水はループ管５の下流側および温水
供給管６を通して各暖房器７へ供給され、所内暖房を行
なう。

各暖房器７で暖房して降温した戻り温水は温水戻り管９
に排出され、温水ポンプ８により昇圧されてから、温水
戻り分岐管５４により案内されて、コンデンサ３４の受
熱側を貫流し、その与熱側を貫流するフラッシュ蒸気に
より加熱される。

すなわち、Ｃ所内温水系熱交換器４Ｃの与熱側を貫流し
た蒸気はベント管５１の開放中の蒸気出目弁５２に案内
されてトラップ管５３で一部が凝縮し、この加熱凝縮水
と共にフラッシュタンク３３に放出される。

このフラッシュタンク３３にて大気開放された加圧凝縮
水の一部は再び蒸気化してフラッシュ蒸気となり、フラ
ッシュ蒸気管４２を通ってコンデンサ３４の与熱側を貫
流し、その際に、その受熱側を貫流する戻り温水を予熱
する。したがって、コンデンサ３４の排熱は戻り温水の
予熱に利用される。

コンデンサ３４で再び冷却凝縮された凝縮水は凝縮水戻
り管４３によりフラッシュタンク３３へ排出される。

コンデンサ３４で予熱された戻り温水は温水戻り分岐管
５４およびループ管５の受熱側水入口端部５Ｃを経てＣ
所内温水系熱交換器４ｃの受熱側に与えられ、その与熱
側を貫流する所内ボイラ３０からの蒸気により高温水に
加熱される。

この高温水は再びループ管５の下流側ｄ３よび温水供給
管６を通って各暖房器７へ与えられ、所内暖房を行なう
。以後、これの繰り返しにより所内暖房運転が行なわれ
る。

以上説明したように本実施例によれば、原子炉運転時に
運転されるＣ所内温水系熱交換器４ｃを原子炉停止時に
おいても運転するので、従来のバックアップ熱交換器１
１（第２図参照）を削除することができ、コスト低減お
よび設備利用率の向上を図ることができる。

また、コンデンサの排熱により暖房器７からの戻り温水
を予熱するので、省エネルギを図ることができる。

なお、コンデンサの排熱により暖房器７からの戻り温水
を予熱する方法は、バックアップ熱交換器１１を有する
従来例にも適用することができるのは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、原子炉運転時に運転され
る複数台の所内温水系熱交換器の少なくとも１台を、原
子炉運転時においても運転すると共に、コンデンサの排
熱により暖房器からの戻り温水を予熱するので、設備利
用率の向上と、省エネルギとを共に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る原子力発電所の排熱暖房設備の一
実施例の全体構成を示す系統図、第２図は従来例の系統
図、第３図は第２図で示す従来例の蒸気系の系統図であ
る。４Ａ〜４Ｄ・・・Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ所内温水系熱交換器、
５・・・ループ管、６・・・温水供給管、７・・・暖房
器、９・・・温水戻り管、３０・・・所内ボイラ、３３
・・・フラッシュタンク、３４・・・コンデンサ、３８
．３９・・・蒸気供給管、５１・・・ベント管、５４・
・・温水戻り分岐管。出願人代理人　　　波　多　野　　　久−２〇　−

Claims

【特許請求の範囲】

原子力発電所内の暖房器へ給水される温水を原子炉浄化
系からの排熱により加温する所内温度系熱交換器を複数
台設ける原子力発電所の排熱暖房設備において、原子炉
停止時に上記複数台の所内温度系熱交換器のうち、少な
くとも１台のものの与熱側に、所内ボイラからの蒸気を
供給させる一方、この与熱側を貫流した蒸気をフラッシ
ュタンクへ放出させ、このフラッシュタンクからのフラ
ッシュ蒸気をコンデンサの与熱側に貫流させ、その受熱
側を貫流する上記暖房器からの戻り温水を予熱させて上
記所内温水系熱交換器の受熱側に供給させることを特徴
とする原子力発電所の排熱暖房設備。